JPH0334096B2 - - Google Patents

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JPH0334096B2
JPH0334096B2 JP56027231A JP2723181A JPH0334096B2 JP H0334096 B2 JPH0334096 B2 JP H0334096B2 JP 56027231 A JP56027231 A JP 56027231A JP 2723181 A JP2723181 A JP 2723181A JP H0334096 B2 JPH0334096 B2 JP H0334096B2
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Juichi Hayashi
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
    • G05F3/222Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
    • G05F3/225Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、温度補償された定電圧発生回路に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来のこの種の回路として、第1図に示すもの
があつた。図において、1は抵抗、2はダイオー
ドをm個直列に接続したもの、3は抵抗、4は電
源電圧供給端子で、1,2,3,4によりV1
表される第1の電圧レベルを作り出している。5
はトランジスタのベース・エミツタ間電圧あるい
はダイオードのアノード・カソード間電圧、すな
わちPN接合電圧のn(nは整数)倍と、ある一
定電圧との和で表されるような電圧だけ第1の電
圧レベルV1をレベルダウンする回路、6は前記
レベルダウン回路5の入力端子、7は前記レベル
ダウン回路5の出力端子、V2は出力端子7の第
2の電圧レベルである。上記レベルダウン回路5
の一例を第2図に示す。
第2図において、4,5,6,7は第1図と同
一部分であり、21,22,23はNPNトラン
ジスタ、24はダイオード、25は抵抗、26,
27,28は電流源であり、n=4の場合に相当
する(NPNトランジスタとダイオードの数)。こ
こで、26と28はNPNトランジスタ21,2
3に電流を流してベース・エミツタ間電圧を発生
するための電流源であり、27は前記NPNトラ
ンジスタ22およびダイオード24に電流を流し
てベース・エミツタ間電圧およびアノード・カソ
ード間電圧を発生させ、かつ抵抗25で電圧降下
を生ぜしめる電流源である。
次に、この回路動作について説明する。
トランジスタのベース・エミツタ間電圧あるい
はダイオードのアノード・カソード間電圧を
VBE、抵抗1の値をR1、抵抗3の値をR2、電源電
圧供給端子4をVCC、抵抗25による電圧降下を
V0とすると、第1、第2の電圧レベルV1,V2
次式で表される。
V1=VCC−(VCC−m・VBE)・R1/R1+R2 =VCC+m・(R1/R2)・VBE/1+(R1/R2)……(1
) V2=V1−(n・VBE+V0) ……(2) 尚、m・VBEは前述の通りダイオード2のアノ
ード・カソード間の電圧の和であり、n・VBE
前述の通りNPNトランジスタ21,22,23
のベース・エミツタ間電圧およびダイオード24
のアノード・カソード間電圧の和である。
式(1)、式(2)より、第2の電圧レベルV2は次式
のようになる。但し、R1/R2=Aとする。
V2={m・A−n・(1+A)}/1+A・VBE +(VCC/1+A−V0) ……(3) ここで、VCC、V0、R1/R2が温度により変化
しないものとする。
つまり、電圧降下V0は抵抗25と電流源27
を流れる電流の積であるから、電流源27の電流
をV/R、抵抗25の値をR25とし、Vを温度特
性のないものとするとV0=V/R×R25となり、R とR25の温度特性同士がキヤンセルし合うのでV0
は温度特性を持たなくなる。V/Rの電流源27
を構成することは容易になし得る。また、R1
R2も互いの温度特性がキヤンセルされ温度特性
を持たない係数となる。
従つて、式(3)の第2項は温度変化に対して一定
となり、第2の電圧レベルV2が温度により変化
しないようにするためには、第1項が零となれば
良い。従つて、第2の電圧レベルV2の温度によ
る変化を零にするための条件は、 m・A−n・(1+A)=0 ……(4) となり、R2/R1=Bとして式(4)を変形すると、 m=n・(1+B) ……(5) となる。また、式(5)が成り立つときの第2の電圧
レベルV2は次式のようになる。
V2=VCC/1+(1/B)−V0 ……(6) 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで実際上、第1図の回路を使用する場
合、V2、V0、VCC、nが与えられていて、それら
をもとに式(5)、(6)によりB(=R2/R1)、mを決
定することになる。その場合、次のような2つの
問題が生じてくる。
1 mが整数でなければならないということか
ら、式(5)より、n・R2/R1が整数の場合以外
は第2の電圧レベルV2の温度による変化を零
にすることができない。
2 n・R2/R1が整数の場合でも、nやR2/R1
の値が大きくなると、mが非常に大きくなり、
実際問題としてそのような回路を実現すること
が不可能になる。
結局、これら2つの問題から、一般的に言つ
て、第1図の回路を用いて、第2の電圧レベル
V2の温度による変化を零にすることは不可能と
いうことになる。
このように、従来の回路においては、一般的に
出力電圧レベルの温度による変化を完全に補償す
ることが不可能であるという欠点があつた。
本発明は、いかなる場合においても、出力電圧
レベルの温度による変化を完全に補償することが
できる回路を実現することを目的とするものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る定電圧発生回路は、電源電圧を
抵抗分割することによつて生成された温度変化し
ない基準電圧を入力とし、その出力側に接続され
る回路が基準電圧の値に影響を与えないように作
用するバツフアアンプと、バツフアアンプの出力
電圧をPN接合の整数倍の電圧だけレベルシフト
して第1の電圧レベルを発生するレベルシフト回
路とによる構成される第1の回路と、第1の電圧
レベルを入力電圧とし、第1の電圧レベルをPN
接合電圧の整数倍とある一定電圧との和の電圧だ
けレベルシフトした電圧を出力電圧とする第2の
回路とを備え、第1の回路のPN接合の数を選ぶ
ことによつて第2の回路の出力電圧の温度特性を
補償するものである。
〔作用〕
この発明においては、第1の回路のPN接合の
数を、第2の回路のPN整合の数のみに依存して
決定し得る。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第3図に示す。第3図にお
いて、4,5,6,7は第1図と同一部分であ
る。ただし、5は第2の回路という。8,9はそ
れぞれ抵抗で、電源電圧を分割することにより、
VBで表される基準電圧を作り出している。10
はNPNトランジスタ、11はNPNトランジスタ
10に電流を流してベース・エミツタ間電圧を発
生するための電流源であり、NPNトランジスタ
10、電流源11により、NPNトランジスタ1
0のエミツタに接続される回路が、NPNトラン
ジスタ10のベースに入力される基準電圧VB
影響を与えないように作用するバツフアアンプと
して働くエミツタホロワ回路を構成している。1
2はダイオードをm′個直列に接続したもの、1
3はダイオード12に電流を流してアノード・カ
ソード間電圧を発生するための電流源であり、電
流源13の電流値はNPNトランジスタ10に常
時電流が流れるようにするため、電流源11の電
流値よりも小さい、これらの各部10,11,1
2,13により、基準電圧VBを第1の電圧レベ
ルV1にレベルアツプする第1の回路30を構成
している。なお、レベルダウン回路5は、第1の
電圧レベルV1を入力電圧とし、この第1の電圧
レベルV1がPN接合電圧の整数倍と、ある一定電
圧との和の電圧だけレベルダウンされて出力され
る第2の回路を構成している。
次に、この回路の動作について説明する。第1
図、第2図の説明で用いた記号と同じ記号を用
い、また、抵抗8の値をR1′、抵抗9の値をR2′と
すると、第1、第2の電圧レベルV1,V2は次式
で表される。
VB=R2′/R1′+R2′・VCC=VCC/1+(R1′/R2′) V1=VB−{NPNトランジスタ10のベース・エミツタ間
電圧} +{ダイオードをm′個直列接続した12の両端の電
位差} =VB−VBE+m′・VBE =VCC/1+(R1′/R2′)+(m′−1)・VBE……(
7) V2=V1−(n・VBE+V0) ……(8) なお、式(8)中のn・VBEの意味は、式(2)のn・
VBEの意味と同一である。式(7)、式(8)より第2の
電圧レベルV2次式のようになる。
V2=(m′・−n−1)・VBE +(VCC/1+(R1′/R2′)−V0) ……(9) ここで、従来例と同様にVCC、V0、R1′/R2′が
温度による変化しないものとすると、式(9)の第2
項は温度変化に対して一定となり、第2の電圧レ
ベルV2の温度による変化を零にするための条件
は、 m′−n−1=0 ……(10) 即ち、 m′=n+1 ……(11) となる。また、式(11)が成り立つときの第2の
電圧レベルV2は次式のようになる。
V2=VCC/1+(R1′/R2′)−V0 ……(12) 従つて、V2、V0、VCC、nが与えられていて、
それらをもとに式(11)、式(12)より、R1′/
R2′、m′を決定することは必ず可能であり、いか
なる場合においても、第2の電圧レベルV2の温
度による変化を零にするような回路を実現するこ
とが可能である。
この発明の他の実施例を第4図に示す。この実
施例は、第3図の第2図の回路5の部分がレベル
ダウン回路ではなくて、レベルアツプ回路である
場合の例である。図において、31は電源電圧供
給端子、32,33はそれぞれ抵抗で、電源電圧
を分割することにより、VBで表される基準電圧
を作り出している。34はPNPトランジスタ、
35はこのPNPトランジスタ34に電流を流し
てベース・エミツタ間電圧を発生するための電流
源であり、PNPトランジスタ34、電流源35
によりPNPトランジスタ34のエミツタに接続
される回路が、PNPトランジスタ34のベース
に入力される基準電圧VBに影響を与えないよう
に作用するバツフアアンプとして働くエミツタホ
ロワ回路を構成している。36はダイオードを
m′個直列に接続したもの、37はダイオード3
6に電流を流してアノード・カソード間電圧を発
生するための電流源であり、電流源37の電流値
はPNPトランジスタ34に常時電流が流れるよ
うにするため、電流源35の電流値よりも小さ
い。34,35,36,37により、基準電圧
VBを第1の電圧レベルV1にレベルダウンする第
1の回路50を構成している。38はトランジス
タのベース・エミツタ間電圧あるいはダイオード
のアノード・カソード間電圧すなわちPN接合電
圧のn(nは整数)倍とある一定電圧の和で表さ
れるような電圧だけ第1の電圧レベルV1をレベ
ルアツプする第2の回路、39はこの第2の回路
38の入力端子、40は前記第2の回路38の出
力端子、V2はこの出力端子40に得られる第2
の電圧レベルである。上記レベルアツプ回路38
の一例を第5図に示す。
第5図において、31,39,40は第4図と
同一部分であり、41,42,43はPNPトラ
ンジスタ、44は抵抗、45はダイオード、4
6,47,48PNPは電流源であり、電流源4
6,48はトランジスタ41,43にそれぞれ電
流を流してベース・エミツタ間電圧を発生するた
めのもの、電流源47はPNPトランジスタ42、
ダイオード45に電流を流してベース・エミツタ
間電圧、アノード・カソード間電圧を発生させ、
かつ抵抗44で電圧降下を生ぜしめるものであ
る。n=4で、抵抗44による電圧降下が上記あ
る一定電圧に相当する。
次に、この回路の動作について説明する。第1
図、第2図、第3図の説明で用いた記号と同じ記
号を用い、また抵抗32の値をR1″、抵抗33の
値をR2″とすると、第1、第2の電圧レベルV1
V2は次式で表される。
VB=R2″/R1″+R2″・VCC=VCC/1+(R1″/R2″) V1=VB+{PNPトランジスタ34のベース・エミツタ間
電圧} −{ダイオードをm′個直列接続した36の両端の電
位差} =VB+VBE−m′・VBE =VCC/1+(R1″/R2″)+(1−m′)・VBE……
(13) V2=V1+(n・VBE+V0) ……(14) なお、式(14)中のn・VBEは前述の通りPNP
トランジスタ41,42,43のベース・エミツ
タ間電圧およびダイオード45のアノード・カソ
ード間電圧の和である。
式(13)、(14)より第2の電圧レベルV2は次
式のようになる。
V2=(1−m′+n)・VBE +(VCC/1+(R1″/R2″)+V0) ……(15) ここで、VCC、V0、R1″/R2″が温度による変化
しないものとすると、式(15)の第2項は温度変
化に対して一定となり、第2の電圧レベルV2
温度による変化を零にするための条件は、 1−m′+n=0 ……(16) 即ち、 m′=n+1 ……(17) となる。また、式(17)が成り立つときの第2の
電圧レベルV2は次式のようになる。
V2=VCC/1+(R1″/R2″)+V0 ……(18) 従つて、V2、V0、VCC、nが与えられていて、
それらをもとに式(17)、式(18)よりR1″/
R2″、m′を決定することは必ず可能であり、いか
なる場合においても第2の電圧レベルV2の温度
による変化を零にするような回路を実現すること
が可能である。
なお、説明するにあたつて、VCC、V0、R1
R2、R1′/R2′、R1″/R2″が温度による変化はな
いものとしたが、このうち、電源電圧VCCは本来
一定であるもので特に問題はなく、抵抗も比で考
えることにより前述の通り集積回路においては温
度による変化がないようにすることは容易であ
る。また、V0については、温度による変化があ
る場合でも、従来例と比べ本発明を実施すればか
なりの効果が得られる。
〔発明の効果〕
このように本発明は、電源電圧を抵抗分割する
ことによつて生成された温度変化しない基準電圧
を入力とし、その出力側に接続される回路が基準
電圧の値に影響を与えないように作用するバツフ
アアンプと、バツフアアンプの出力電圧をPN接
合の整数倍の電圧だけレベルシフトして第1の電
圧レベルを発生するレベルシフト回路とにより構
成される第1の回路と、第1の電圧レベルを入力
電圧とし、第1の電圧レベルをPN接合電圧の整
数倍とある一定電圧との和の電圧だけレベルシフ
トした電圧を出力電圧とする第2の回路とを備
え、第1の回路のPN接合の数を選ぶことによつ
て第2の回路の出力電圧の温度特性を補償するよ
うにしたので、いかなる場合でも、出力電圧レベ
ルの温度による変化を完全に補償する回路を実現
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の温度補償された定電圧発生回路
を示す回路図、第2図はレベルダウン回路の一例
を示す回路図、第3図は本発明の一実施例を示す
回路図、第4図は本発明の他の実施例を示す回路
図、第5図はレベルアツプ回路の一例を示す回路
図である。 図において、VBは基準電圧、V1は第1の電圧
レベル、V2は第2の電圧レベル、10,21,
22,23,34,41,42および43はトラ
ンジスタ、11,13,26,27,28,3
5,37,46,47および48は電流源、12
および36はダイオードをm′個直列に接続した
もの、5および38は第2の回路、30および5
0は第1の回路、24および45はダイオード、
25および44は抵抗である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電源電圧を抵抗分割することによつて生成さ
    れた温度変化しない基準電圧を入力とし、その出
    力側に接続される回路が前期基準電圧の値に影響
    を与えないように作用するバツフアアンプと、前
    記バツフアアンプの出力電圧をPN接合の整数倍
    の電圧だけレベルシフトして第1の電圧レベルを
    発生するレベルシフト回路とにより構成される第
    1の回路と、前記第1の電圧レベルを入力電圧と
    し、前記第1の電圧レベルをPN接合電圧の整数
    倍とある一定電圧との和の電圧だけレベルシフト
    した電圧を出力電圧とする第2の回路とを備え、
    前記第1の回路のPN接合の数を選ぶことによつ
    て前記第2の回路の出力電圧の温度特性を補償す
    ることを特徴とする定電圧発生回路。 2 前記第1の回路を構成するバツフアアンプと
    して、トランジスタのベースを入力端子とし、前
    記トランジスタのエミツタを出力端子とするエミ
    ツタホロワ回路を用いたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の定電圧発生回路。 3 前記第1の回路を構成するレベルシフト回路
    として、1個ないし複数個のダイオードと電流源
    とを直列接続した回路を用いたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の定電圧発生回路。
JP56027231A 1981-02-25 1981-02-25 Constant voltage generating circuit Granted JPS57141729A (en)

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JP56027231A JPS57141729A (en) 1981-02-25 1981-02-25 Constant voltage generating circuit
US06/351,382 US4459540A (en) 1981-02-25 1982-02-23 Constant voltage generating circuit
DE19823206769 DE3206769A1 (de) 1981-02-25 1982-02-25 Konstantspannungsschaltung

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JPS57141729A JPS57141729A (en) 1982-09-02
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